蔡向明，周全，于小芳

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200233）

引言

家用烹飪電爐灶是現(xiàn)代廚房不可或缺的烹飪電器。常見的形式有電磁式烹飪的電磁爐（電磁灶）、輻射式烹飪的電陶爐（輻熱爐）、發(fā)熱盤式灶臺(tái)等。

根據(jù)能效標(biāo)識(shí)管理中心的統(tǒng)計(jì)，全國現(xiàn)有生產(chǎn)家用電爐灶產(chǎn)品的企業(yè)超過200 家，年產(chǎn)量不少于4000 萬臺(tái)，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)集中在廣東、浙江、江蘇、上海、河北5 個(gè)省市。除了耕耘國內(nèi)市場(chǎng)，大多數(shù)企業(yè)還有出口海外的需求。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2018年各類家用電爐灶產(chǎn)品出口總數(shù)量超1000 萬臺(tái)，其中約有1/3 銷往歐盟。歐盟是非常重要的海外市場(chǎng)，也是我國“一帶一路”建設(shè)覆蓋范圍最廣的地區(qū)。企業(yè)出口家用電爐灶產(chǎn)品到歐盟，必然要遵循當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)與標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)歐盟家用烹飪電爐灶法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)理解透徹，十分有必要。

作為上海市技術(shù)性貿(mào)易措施應(yīng)對(duì)專項(xiàng)項(xiàng)目（19TBT011）,本文對(duì)比研究中歐家用烹飪電爐灶的性能評(píng)價(jià)、測(cè)試方法，為將來電爐灶產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂提供借鑒，也為出口企業(yè)提供技術(shù)參考。

1 歐盟家用電爐灶性能法規(guī)與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

2014年1 月31 日，歐盟在其官方公報(bào)（OJ）上發(fā)布家用灶臺(tái)、烤爐及抽油煙機(jī)ErP 實(shí)施條例(EU) No 66/2014[1]，條例已于2014年2 月20 日正式生效，第一階段要求于2015年2 月20 日開始正式執(zhí)行，最新階段的要求已于今年2 月份執(zhí)行。條例規(guī)定了家用灶臺(tái)、烤爐（電或煤氣）、抽油煙機(jī)的能源效率指數(shù)限值，且對(duì)抽油煙機(jī)的流體動(dòng)力效率限值進(jìn)行了規(guī)定。對(duì)于家用抽油煙機(jī)，還規(guī)定了其關(guān)機(jī)和待機(jī)模式下的功耗限值。

（EU） No 66/2014 使用能耗限值作為家用電爐灶能效評(píng)價(jià)指標(biāo)如表1 所示。

表1 歐盟家用烹飪電爐灶的能耗限值

IEC 60350-2：2017 給出了家用電爐灶能耗值的測(cè)試方法[2]，簡述如下：使用標(biāo)準(zhǔn)鍋和水進(jìn)行試驗(yàn)，啟動(dòng)電爐灶，將輸入功率設(shè)置為最大。當(dāng)水溫到達(dá)Tc（前期試驗(yàn)獲得）后，降低功率設(shè)定以保持水溫≥90 ℃，并盡可能接近90 ℃慢煮的溫度。期間不允許更改輸入功率。當(dāng)水溫第一次到達(dá)90 ℃時(shí)，保溫時(shí)間開始計(jì)時(shí)。保溫時(shí)間維持20 min。如果在保溫時(shí)間內(nèi)水溫低于90 ℃，那么必須增加保溫功率設(shè)定值并重新開始能耗測(cè)量。整個(gè)試驗(yàn)過程示意圖如圖1 所示，整個(gè)試驗(yàn)過程示意溫升曲線如圖2 所示，橫坐標(biāo)為試驗(yàn)時(shí)間，縱坐標(biāo)為試驗(yàn)水溫度。

能耗值計(jì)算方法如下：

式中，

Ehob—每千克水計(jì)算出的灶臺(tái)能耗，單位為瓦時(shí)（W·h）；

Ecw—測(cè)試中單個(gè)鍋具所產(chǎn)生的能耗，單位為瓦時(shí)（W·h）；

mcw—測(cè)試中對(duì)應(yīng)鍋具水的質(zhì)量，單位為克（g）；

ncw—灶臺(tái)上鍋具的數(shù)量。

圖1 烹飪過程的能耗測(cè)量示意圖

圖2 烹飪過程的能耗測(cè)量示意溫升

2 國內(nèi)家用電爐灶性能評(píng)價(jià)與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

目前，國內(nèi)的家用電爐灶缺乏性能評(píng)價(jià)及測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)。除電磁灶以外，輻射式烹飪的電陶爐、發(fā)熱盤式灶臺(tái)尚無性能測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

在中國，家用電磁灶產(chǎn)品于2008年被列入第四批能效標(biāo)識(shí)目錄，實(shí)施能效標(biāo)識(shí)制度，目前現(xiàn)行電磁灶能效標(biāo)準(zhǔn)為GB 21456-2014，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了家用電磁灶的能效測(cè)試方法，使用熱效率作為家用電磁灶能效評(píng)價(jià)指標(biāo)。家用電磁灶熱效率測(cè)試方法見GB 21456-2014 附錄B，測(cè)試方法簡述如下[3]。

選擇可以覆蓋加熱區(qū)域的最小規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)鍋，測(cè)量加蓋標(biāo)準(zhǔn)鍋的質(zhì)量m2，將標(biāo)準(zhǔn)鍋放置在加熱單元中心，將鍋內(nèi)加入規(guī)定質(zhì)量的水m2，水溫為15 ℃±1 ℃，加蓋，溫度計(jì)感溫部分浸入水中距鍋底10 mm，讀出溫度計(jì)的讀數(shù)t1，啟動(dòng)電磁灶并迅速調(diào)節(jié)到最大額定功率，當(dāng)溫度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，關(guān)閉電磁灶，同時(shí)記錄消耗的電能量E，并讀取1 min后的最高溫度讀數(shù)t2，溫升Δt在（75±1）K 范圍內(nèi)為有效。整個(gè)試驗(yàn)過程示意溫升如圖3 所示。橫坐標(biāo)為試驗(yàn)時(shí)間，縱坐標(biāo)為試驗(yàn)水溫度。

熱效率計(jì)算方法如下：

式中：

η—熱效率，%；

1c—水的比熱容，取4.18，單位為千焦每千克開爾文[kJ/(kg·K)]；

1m—水的質(zhì)量，單位為千克（kg）；

2c—鍋身和鍋蓋的比熱容，取0.46，單位為千焦每千克開爾文[kJ/(kg·K)]；

m2—鍋身和鍋蓋的總質(zhì)量，單位為千克（kg）；

E—消耗的電能量，單位為千瓦時(shí)（kW·h）；

Δt—溫升，單位為開爾文（K）， Δt=t2-t1。

3 中歐家用電爐灶性能評(píng)價(jià)與測(cè)試的差異

3.1 性能評(píng)價(jià)的差異

可以看到，中歐家用電爐灶在性能評(píng)價(jià)上存在較明顯的區(qū)別。國內(nèi)采用的是試驗(yàn)過程中電能轉(zhuǎn)化的熱效率來評(píng)價(jià)電爐灶的性能，而歐盟采用整個(gè)烹飪測(cè)試過程中的能耗值來對(duì)電爐灶的性能作出要求。

圖3 熱效率試驗(yàn)過程示意溫升

如果將消耗的能量簡稱為“能”，將電爐灶的功能、有用的能量輸出簡稱為“用”。從以上電爐灶性能測(cè)試方法可以看出，電爐灶的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)，無論是國內(nèi)的熱效率，還是歐盟的能耗值，測(cè)量原理都是相同的。只不過熱效率計(jì)算的是“用/能”，能耗值計(jì)算的是“能/用”。

3.2 測(cè)試方法的差異

中歐家用電爐灶性能測(cè)試方法最大的區(qū)別是試驗(yàn)過程的不同：我國電磁灶性能測(cè)試方法只關(guān)注電磁灶的“加熱”過程，而歐盟電爐灶的能耗測(cè)試包含“加熱”和“保溫”兩個(gè)過程，而且特別關(guān)注保溫過程[4]。

“保溫”過程可以更具體地表現(xiàn)出一款電爐灶的功率控制功能。電爐灶在實(shí)際使用過程中，不可能只進(jìn)行大功率的加熱，更多時(shí)間實(shí)在進(jìn)行特定功率的“保溫”過程。以國內(nèi)居民喜歡的煲湯、火鍋為例，電磁灶初次加熱至沸騰狀態(tài)后，絕大部分時(shí)間是“保溫”過程。以一款額定功率為2000 W 的電爐灶為例，在試驗(yàn)中，300 W、500 W、800 W 乃至更高的加熱功率均足以保證試驗(yàn)鍋中的水保持沸騰狀態(tài)。但不同電爐灶最低功率各不相同，在實(shí)際使用中存在“大馬拉小車”的不節(jié)能現(xiàn)象。

因而“保溫”過程應(yīng)該是一款電爐灶能效水平的直接體現(xiàn)，更精確的控溫水平可以有效地節(jié)約能源，減少浪費(fèi)。所以加入“保溫”過程的試驗(yàn)方法更貼近實(shí)際使用情況，也能更客觀地顯示一款電爐灶的實(shí)際耗能情況。

4 結(jié)語

中歐家用烹飪電爐灶在性能評(píng)價(jià)及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)上存在較明顯的區(qū)別。國內(nèi)應(yīng)盡快填補(bǔ)空白，制定能涵蓋電陶爐、發(fā)熱盤式灶臺(tái)等相關(guān)產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，在電磁灶能效標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，應(yīng)充分吸取歐盟家用烹飪電爐灶性能測(cè)試方法中的合理部分，引入“保溫”過程，優(yōu)化其能效評(píng)價(jià)體系，促使相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)更加關(guān)注產(chǎn)品的控溫性能，以更精確地控溫工藝來降低產(chǎn)品的綜合能耗，幫助中國企業(yè)更好的“走出去”。